一种负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料及其制备方法和应用，其中，该相变材料含有氧化锌纳米管阵列薄膜载体以及负载在所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体上的相变材料，且以该相变材料的总重量为基准，所述相变材料的含量为5-95重量％，优选为70-90重量％，所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体的含量为5-95重量％，优选为10-30重量％。本发明专利技术的发明专利技术人将氧化锌纳米管阵列薄膜作为载体，首次应用到以石蜡为代表的封装相变材料领域，具有特定形状的氧化锌纳米管阵列薄膜能够改变石蜡的融化/结晶温度，促进热量的传导，以及采用本发明专利技术提供的相变材料尤其适用于小型精密电子器件的生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料及其制备方法，本专利技术还涉及使用该相变材料在电子器件的生产中的应用，属于能源材料领域。
技术介绍
相变材料(phasechangematerials，PCMs)又称为潜热储能材料(latentthermalenergystorage，LTES)具有储能密度大、储能和释能过程中近似为等温等优点。目前，国内外各种相变材料强化传热技术主要包括在相变材料中添加金属填料、添加石墨、插层法、进行胶囊封装和组合相变材料等。由于金属材料易腐蚀，与很多相变材料不匹配，加之其密度大，导致整个蓄热系统的重量增加，降低了体系的储能密度。添加石墨时一般都是将相变材料制备成定形相变材料，这种复合材料在发生相变时宏观上仍能保持固体形态，而不会发生泄漏，不需要进行封装，但是也存在相变材料析出的缺点。插层制备的封装程度和封装效率较低，因此对使用环境要求相对苛刻。微胶囊技术由于其制备工艺复杂，相变材料和壁材的选择具有某种定向性，目前基本只能在有机材料范畴进行研究，这就会导致其导热、耐热、耐火功能下降。而以石蜡为代表的有机相变潜热储能材料普遍存在导热系数低，换热性能差的缺点。综上所述，大部分相变材料及其封装技术在使用范围和使用领域都具有一定的局限性。因此，相变材料的封装技术是相变材料研究的热点问题和实际应用的技术瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中以石蜡为代表的有机相变潜热储能材料存在导热率低、换热性能差的缺点，提供一种负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料及其制备方法，以及使用该负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料在电子器件的生产中的应用。本专利技术提供了一种负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料，其中，该负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料含有氧化锌纳米管阵列薄膜载体及负载在所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体上的相变材料，且以该负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料的总重量为基准，所述相变材料的含量为5-95重量％，优选为20-50重量％，更优选为30-40重量％，所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体的含量为5-95重量％，优选为50-80重量％，更优选为60-70重量％。本专利技术还提供了一种上述负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料的制备方法，该方法包括将相变材料负载在氧化锌纳米管阵列薄膜载体上。此外，本专利技术还提供了一种上述负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料在电子器件的生产中的应用。在本专利技术中，本专利技术的专利技术人经过大量的科学研究发现，氧化锌是典型的极性晶体，在反应物离子充足，近中性或弱酸性的自然状态下，首先会沿着[0001]晶向生长为六方长柱状晶体，又由于顶面(002)面的比表面能远大于非极性的侧面，极性面会在物外界因素影响的情况下优先溶解，使得氧化锌纳米棒最终形成中空的氧化锌纳米管。而氧化锌纳米管阵列是一种具有较高比表面积、性质均一的多孔结构，具有较好的可填充性。因此，本专利技术的专利技术人将氧化锌纳米管阵列薄膜作为载体，首次应用到以石蜡为代表的封装相变材料领域，具有较高的比表面积已经纳米级尺寸的孔径的氧化锌纳米管阵列薄膜能够改变石蜡的融化/结晶温度，促进热量的传导，且与传统的多孔相变封装材料相比，在成熟的合成工艺条件下，氧化锌纳米管阵列对生长基底没有特别的限制和要求，且其生长厚度可以在纳米级发内内控制，以及采用本专利技术提供的负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料尤其适用于小型精密电子器件的生产中。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为ZnO纳米纳米管阵列薄膜的SEM图；图2中(a)为嵌入液态的石蜡的ZnO纳米管阵列薄膜的SEM图片(低倍)；(b)为嵌入液态的石蜡的ZnO纳米管阵列薄膜的SEM图片(高倍)；(c)为嵌入固态的石蜡的ZnO纳米管阵列薄膜的SEM图(低倍)；以及(d)为嵌入固态的石蜡的ZnO纳米管阵列薄膜的SEM图(高倍)；图3为纯石蜡以及实施例1制备的负载ZnO纳米管阵列薄膜型相变材料在理论相变温度为25℃的石蜡的DSC曲线；图4为纯石蜡以及实施例2制备的负载ZnO纳米管阵列薄膜型相变材料在理论相变温度为30℃的石蜡的DSC曲线。附图标记1、纯石蜡2、负载ZnO纳米管阵列薄膜型相变材料3、纯石蜡4、负载ZnO纳米管阵列薄膜型相变材料具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料，其中，该负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料含有氧化锌纳米管阵列薄膜载体及负载在所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体上的相变材料，且以该负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料的总重量为基准，所述相变材料的含量为5-95重量％，优选为20-50重量％，更优选为30-40重量％，所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体的含量为5-95重量％，优选为50-80重量％，更优选为60-70重量％。在这种情况下，可以获得令人满意的相变材料。根据本专利技术，所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体的厚度与所述负载在氧化锌纳米管阵列薄膜载体上的相变材料的厚度的比可以为1：0.2-1，优选为1：0.7-0.9，更优选为1：0.7-0.8。根据本专利技术，所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体的厚度可以为3-5微米，优选为4-5微米。根据本专利技术，所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体由氧化锌纳米管组成，且所述氧化锌纳米管的横截面呈正六边形，所述氧化锌纳米管的外径为1-2微米，优选为1-1.5微米，管壁厚度为10-200纳米，优选为10-50纳米。根据本专利技术，所述相变材料没有具体限定，所述相变材料可以为无机类相变材料、有机类相变材料和复合类相变材料中的一种或多种；其中，所述无机类相变材料可以为结晶水合盐类、熔融盐类、金属及其合金类中的一种或多种；所述有机类相变材料可以为石蜡、醋酸和其他有机物中的一种或多种；优选地，所述相变材料为有机类相变材料，更优选地，所述有机相变材料为石蜡。根据本专利技术，具体地，所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体的制备可以包括下述步骤：(1)胶体合成：将醋酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)溶解到乙醇胺(NH2OCH2CH2O本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料，其特征在于，该负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料含有氧化锌纳米管阵列薄膜载体以及负载在所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体上的相变材料，且以该负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料的总重量为基准，所述相变材料的含量为5‑95重量％，优选为20‑50重量％，所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体的含量为5‑95重量％，优选为50‑80重量％。

【技术特征摘要】
1.一种负载氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料，其特征在于，该负载
氧化锌纳米管阵列薄膜型相变材料含有氧化锌纳米管阵列薄膜载体以及负
载在所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体上的相变材料，且以该负载氧化锌纳米
管阵列薄膜型相变材料的总重量为基准，所述相变材料的含量为5-95重量
％，优选为20-50重量％，所述氧化锌纳米管阵列薄膜载体的含量为5-95重
量％，优选为50-80重量％。
2.根据权利要求1所述的相变材料，其中，所述氧化锌纳米管阵列薄
膜载体的厚度与所述负载在氧化锌纳米管阵列薄膜载体上的相变材料的厚
度的比为1：0.2-1，优选为1：0.7-0.9。
3.根据权利要求1或2所述的相变材料，其中，所述氧化锌纳米管阵
列薄膜载体的厚度为3-5微米，优选为4-5微米。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的相变材料，其中，所述氧化锌
纳米管阵列薄膜载体由氧化锌纳米管组成，且所述氧化锌纳米管的横截面呈
正六边形，所述氧化锌纳米管的外径为1-2微米，优选为1-1.5微米，管壁
厚度为10-200纳米，优选为10-50纳米。
5.根据权利要求1或2所述的相变材料，其中，所述相变材料为有机
类相变材料。
6.根据权利要求5所述的相变材料，其中，所述有机类相变材料为石
蜡。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的相变材料，其中，所述氧化锌

\t纳米管阵列薄膜载体的制备包括下述步骤：
(1)将醋酸锌溶解到乙醇胺和乙二醇独甲醚中形成混合溶液，且将该
混合溶液进行磁力搅拌得到醋酸锌胶体溶液；
(2)将经步骤(1)得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯英杰，姜健准，张明森，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11